JP2017173646A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触帯電方式の採用にかかわらず、トナー濃度にむらを生じさせることなく、保護膜によらない感光体の長寿命化を実現することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送部（１０）はシート（ＳＨ１）を可動部材（１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３）で搬送する。帯電部（２４）は感光体（２２）の表面部分に接触して帯電させる。露光部（２５）はその表面部分を画像データによる変調光で走査して、静電潜像を形成する。現像部（２６）はその静電潜像をトナーで現像する。転写部（２３）は感光体からシート（ＳＨ２）へトナー像を転写する。露光部は、感光体の表面のうち光で走査すべき範囲を主走査方向において、シートの主走査方向の縁、または搬送部の可動部材に接触するシートの部分が位置する主走査方向の座標を境に複数の領域に分割し、領域ごとに照射光に対する変調条件を変更する。【選択図】図８

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に感光体の露光技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面を一様に帯電させた後、その表面を画像データの１ラインに従って変調した光で一方向（以下、「主走査方向」という。）に走査する。これにより、その表面が直線状に露光され、その露光領域では走査光の変調パターンに従って帯電量の分布が変化する。こうして、その表面に静電潜像の１ラインが形成される。画像形成装置は続いて、その１ラインに、主走査方向に対して垂直な方向（以下、「副走査方向」という。）において隣接する領域を、画像データの次のラインに従って変調する光で走査し、静電潜像の次のラインを形成する。これらの動作の繰り返しにより、感光体の表面に静電潜像が２次元的に拡がる。この静電潜像にトナーが付着すると、帯電量の分布に応じてトナー濃度が変化するので、静電潜像がトナー像として可視化される。

このようなトナー像による画像の再現では、露光プロセスの直前における感光体表面の帯電量分布が、画像形成装置の異なる製品間でも各製品単体でも、一様であることが前提とされる。しかし、実際には、この一様な帯電は感光体の膜厚のばらつきによって妨げられる。感光体表面の帯電量はその静電容量で決まり、この容量は膜厚に依存するからである。特に帯電プロセスに接触帯電方式が採用される場合には、感光体の膜厚のばらつきに起因して感光体表面の帯電量に顕著なばらつきが現れる。

異なる製品間での感光体の膜厚のばらつきにかかわらず、トナー像による画像の再現性を高めるための工夫としては、たとえば、特許文献１、特許文献２のそれぞれに開示された技術が知られている。前者の技術は、画像形成装置に帯電ローラーで感光体を帯電させる際、両部材間の電流量から感光体の膜厚を推測させ、その推測値に合わせて露光条件を変更させる。これにより、製品間での感光体の膜厚の差に伴う感光体表面の帯電量の差が露光プロセスにおいて相殺されるので、一定の階調値に対する感光体表面の帯電量が製品間で均一化される。後者の技術は、各製品の製造時に、その製品におけるクリーニングブレードの押圧力と帯電部の放電特性とから感光体の膜厚の経時変化を予測し、その予測値に合わせて露光条件をその製品に経時的に変更させる。これにより、製品間での感光体の摩耗量の経時変化の違いに伴う感光体表面の帯電量の差が露光プロセスにおいて相殺されるので、階調値と帯電量との間の対応関係の耐久性が製品間で均一化される。

感光体単体の不均一な膜厚にかかわらず、トナー像による画像の再現性を高めるための工夫としては、たとえば、特許文献３、特許文献４のそれぞれに開示された技術が知られている。前者の技術は、各製品の製造時、主走査方向における感光体の膜厚のばらつきに合わせてイレーサーの光量分布にばらつきを与える。これにより、感光体表面の帯電量のばらつきが除電量のばらつきで相殺されるので、露光プロセスの直前ではその表面全体で帯電量が均一化する。後者の技術は、主走査方向においてクリーニングブレードの押圧力が不均一であることによって感光体の摩耗量の経時変化に現れるばらつきに基づき、イレーサーの照射光量分布の主走査方向におけるばらつきを経時的に調整する。これにより、感光体表面の帯電量のばらつきが除電量のばらつきで相殺されるので、その表面を露光プロセスの直前に一様に帯電させる機能の耐久性が向上する。

特開平０６−０３５２６３号公報 特開２００２−０７２５７３号公報 特開平０８−２５４９３０号公報 特開平０８−２７２２７０号公報

近年、画像形成装置に対する維持費用の削減要求に応えることを目的として、消耗品の１つである感光体の長寿命化が図られている。その工夫の１つとしては、感光体を保護層で覆う技術が知られている。しかし、この技術では、感光体の製造費用の削減が難しい。
感光体の製造費用を低く維持したままで長寿命化するには、単に感光体の製造直後の膜厚（いわゆる“削り代”）を増加することが望ましい。しかし、この技術には、以下に述べる問題がある。

シートの主走査方向におけるサイズはその紙種と姿勢（縦置きと横置きとの別）とによって異なるので、感光体表面には主走査方向において、シートと直接的に、または中間転写部材を介して間接的に接触した時間の総和にばらつきが現れる。仮にそのサイズが一定に保たれたとしても、感光体からそのシート表面へのトナーの移動しやすさ（移動度）には主走査方向においてばらつきが現れる。これは、シート表面には、搬送中にいずれかの搬送ローラーと接触する部分といずれの搬送ローラーにも接触しない部分との両方が含まれ、これらの部分の間では主走査方向の位置が異なることによる（詳細は後述の実施形態参照）。シートとの接触時間の差、およびシート表面へのトナーの移動度の差はいずれも感光体表面の耐摩耗性に差を与えるので、それらの主走査方向におけるばらつきは、摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度にも主走査方向におけるばらつきを生じさせる（詳細は後述の実施形態参照）。このばらつき自体は微小ではあっても感光体の使用が長期にわたれば、その感光体の膜厚に主走査方向における顕著なばらつきが現れる危険性がある。それ故、製造直後の膜厚の増加による感光体の長寿命化を有効にするには、感光体の膜厚のばらつきが無視できない程度に成長しても、それに伴ってトナー濃度にまで顕著な“むら”が生じることは防がねばならない。

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、接触帯電方式の採用にかかわらず、トナー濃度にむらを生じさせることなく、保護膜によらない感光体の長寿命化を実現することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の１つの観点における画像形成装置は、シートを可動部材で所定の経路に沿って搬送する搬送部と、感光体と、その感光体の表面部分に接触してその表面部分を帯電させる帯電部と、感光体の帯電した表面部分を画像データによって変調した光で走査して、その表面部分に静電潜像を形成する露光部と、その静電潜像をトナーで現像する現像部と、感光体から経路を通過中のシートへトナー像を転写する転写部とを備えている。露光部は、感光体の表面のうち光で走査すべき範囲を主走査方向において、経路を通過中のシートの主走査方向の縁が位置する主走査方向の座標、または搬送部の可動部材に接触するシートの部分が位置する主走査方向の座標を境に複数の領域に分割し、領域ごとに照射すべき光に対する変調条件を変更する。

搬送部の可動部材には、ピックアップローラー、捌きローラー、またはタイミングローラーが含まれてもよい。露光部が設定する複数の領域間の境界が位置する主走査方向の座標には、これらの可動部材に接触するシートの領域の主走査方向における端が位置する主走査方向の座標が含まれてもよい。露光部は変調条件として、画像データの示す各階調値に対応させるべき照射光量、または面積階調における網点の面積もしくは形状を規定してもよい。露光部は、主走査方向の座標に対する変調条件の変化率の大きさに対して許容上限を設定してもよい。

この画像形成装置は、複数の領域ごとに感光体の摩耗量を推測する推測部を更に備えてもよい。露光部は感光体の各領域における摩耗量に応じて変調条件を変更してもよい。推測部は、複数の領域間の境界が位置する主走査方向の座標と感光体の各領域における摩耗速度との間の対応関係を示す表または数式と、画像形成装置が感光体を利用して処理したシートの枚数、その感光体の使用時間、または、その感光体が回転体である場合にはその感光体の回転距離とを感光体の各領域における摩耗量の推測に利用してもよい。推測部は感光体の各領域における摩耗量を、画像形成装置がその感光体を利用して処理したシートの主走査方向におけるサイズ別に推測してもよい。

搬送部は、経路を搬送中のシートの表面から紙粉を除去する除去部と、その除去部が除去した紙粉の量を測定する紙粉量測定部とを含んでもよい。推測部は感光体の各領域における摩耗量の推測値を、紙粉量測定部が測定した紙粉量に応じて補正してもよい。推測部は感光体の各領域における摩耗量の推測値を、画像形成装置がその感光体を利用して処理したシートの紙種に応じて補正してもよい。推測部は、搬送部の可動部材の劣化度に応じて感光体の各領域における摩耗量の推測値を補正してもよい。

この画像形成装置は、感光体の表面に付着したトナーの濃度を光学的に測定するセンサーと、そのセンサーを利用して、一定の階調値に対して感光体の表面に形成されたトナー像について主走査方向におけるトナー濃度の変化幅を測定する濃度測定部とを更に備えてもよい。露光部は、濃度測定部が測定したトナー濃度の変化幅に応じて変調条件を修正してもよい。

この画像形成装置は、画像データの示す階調値の偏差を算定する算定部を更に備えてもよい。露光部は、算定部が算定した偏差が閾値未満である画像データによって光を変調する場合に変調条件の変更処理を行ってもよい。
転写部は直接転写方式であってもよい。

本発明による画像形成装置は上記のとおり、感光体の表面のうち光で走査すべき範囲を主走査方向において、経路を通過中のシートの主走査方向の縁が位置する主走査方向の座標、または、搬送部の可動部材に接触するシートの部分が位置する主走査方向の座標を境に複数の領域に分割し、領域ごとに照射すべき光に対する変調条件を変更する。これにより、この画像形成装置は、接触帯電方式の採用にかかわらず、トナー濃度にむらを生じさせることなく、保護膜によらない感光体の長寿命化を実現することができる。

（ａ）は本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った画像形成装置の模式的な断面図である。 （ａ）は露光部の含む光源と走査光学系とを示す模式図であり、（ｂ）は、感光体の露光量と接地電位＝０Ｖに対する表面電位との間の関係を示すグラフであり、（ｃ）は、感光体表面のうち現像ローラーよりも電位が高い部分に付着するトナーの濃度と、その部分の電位との間の関係を示すグラフである。 図１の示す画像形成装置の電子制御系統の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図１の示す給紙カセットの近傍に配置された搬送ローラーを示す模式的な斜視図であり、（ｂ）は、図１の示す感光体ドラムの近傍に配置された搬送ローラーを示す模式的な斜視図である。 （ａ）は、感光体の摩耗量に影響を与えうる部材の主走査方向における位置を表すグラフであり、（ｂ）は、感光体ドラムがまだ１回転も使用されていない時点（回転数ＮＲＴ＝０）と、９０万回転使用され終えた時点（ＮＲＴ＝９０万）とのそれぞれにおいて感光体表面から検出された主走査方向における膜厚分布を示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）の太い実線が表す主走査方向における膜厚分布を持つ感光体を帯電ローラーで帯電させた場合に、その感光体に生じる表面電位の主走査方向における分布を表すグラフである。 （ａ）は、感光体表面の接触領域と感光体の摩耗速度との間の対応表である。（ｂ）は、図３の示す推測部による感光体の摩耗量の推測値の一例を示す表である。 （ａ）は、膜厚＝１５μｍの感光体と膜厚＞１５μｍの感光体との露光量−表面電位特性曲線を表すグラフである。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、面積階調における網点の例を示す模式図である。（ｆ）は、膜厚＝１５μｍの感光体と膜厚＞１５μｍの感光体とにおける露光面積とトナー濃度との間の対応関係を示すグラフである。 （ａ）は、図５の（ｂ）の示す膜厚分布に基づいて変更された後の変調条件と主走査座標との間の関係を示すグラフである。（ｂ）は、図５の（ｂ）の示す膜厚分布を持つ感光体表面に、一定の階調値で変調した光を照射して得られたトナー像の反射濃度分布を示すグラフである。 図３の示す推測部と露光部とによる変調条件の変更処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の外観］
図１の（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置１００の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００はレーザープリンターである。プリンター１００の筐体の上面には排紙トレイ４４が設けられ、その奥に開いた排紙口４２から排紙されたシートを収容する。排紙トレイ４４の前方には操作パネル５１が埋め込まれている。プリンター１００の底部には給紙カセット１１が引き出し可能に取り付けられている。

［画像形成装置の内部構造］
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンター１００の模式的な断面図である。プリンター１００は、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。これらの要素１０、…、４０は協働して画像形成部として機能し、画像データに基づいてシートにトナー像を形成する。

給送部１０は、ピックアップローラー１２Ｐ、給紙ローラー１２Ｆ、捌きローラー１２Ｒ、および縦送ローラー１３を用い、給紙カセット１１に収容されたシートの束ＳＨＴからシートＳＨ１を１枚ずつ分離して作像部２０へ給送する。「シート」とは、紙製もしくは樹脂製の薄膜状もしくは薄板状の材料、物品、または印刷物をいう。給紙カセット１１に収容可能なシートの種類すなわち紙種は、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズは、Ａ３、Ａ４、Ａ５、またはＢ４である。さらに、シートの姿勢は縦置きと横置きとのいずれにも設定可能である。

作像部２０は、給送部１０から送られたシートＳＨ２の上にモノクロのトナー像を形成する。具体的には、まずタイミングローラー２１が、給紙カセット１１から到達したシートを一旦停止させ、後述の主制御部６０（図３参照）からの駆動信号が示すタイミングに合わせて感光体（ＰＣ）ドラム２２と転写ローラー２３との間のニップへ通紙する。その動作と並行し、感光体（ＰＣ）ユニット２０ＵがＰＣドラム２２の表面にブラック（Ｋ）等、単色のトナー像を形成する。このトナー像はＰＣドラム２２の回転に伴いそれと転写ローラー２３との間のニップへ移動し、そのニップへ同時に通紙されたシートＳＨ２の表面へ転写される。その後、ＰＣドラム２２と転写ローラー２３とはそのシートＳＨ２を定着部３０へ送り出す。

定着部３０は、作像部２０から送出されたシートＳＨ２にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着部３０は定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを回転させながら両者の間のニップにそのシートＳＨ２を通紙する。このとき、定着ローラー３１はそのシートＳＨ２の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ２の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ２の表面に定着する。定着部３０は更に定着ローラー３１と加圧ローラー３２との回転により、そのシートＳＨ２を排紙部４０へ送り出す。

排紙部４０は、トナー像が定着したシートＳＨ３を排紙口４２から排紙トレイ４４へ排紙する。具体的には、排紙部４０は、排紙口４２の内側に配置された排紙ローラー４３を回転させ、その周面で、定着部３０の上部から排紙口４２へ移動してきたシートＳＨ３を排紙口４２の外へ送り出して排紙トレイ４４に載せる。
［感光体ユニットの構造］
図１の（ｂ）が示すとおり、ＰＣユニット２０Ｕは、ＰＣドラム２２に加え、帯電ローラー２４、現像部２６、クリーニングブレード２７、およびイレーサー２８を含む。これらはＰＣドラム２２の周囲に配置されている。

−感光体ドラム−
ＰＣドラム２２は、外周面が感光体で覆われたアルミニウム等の導電体製の円筒部材である。感光体は、露光量に応じて帯電量が変化する素材であり、たとえば、アモルファスセレン、セレン合金、アモルファスシリコン等の無機材料、または複数の有機材料の積層構造（ＯＰＣ）を含む。ＰＣドラム２２は感光体の表面を、保護膜で覆うことなく露出させている。その代わり、この感光体の製造直後の膜厚は、保護膜で覆われた一般的な感光体の膜厚よりも大きい値、たとえば３５μｍに設計されている。これにより、感光体の寿命が保護膜で覆われた感光体の寿命と同程度以上に保たれる一方、保護膜の省略により感光体の製造費用が削減されている。

図１の（ｂ）は示していないが、ＰＣドラム２２は、中心軸（図１の（ｂ）では、ＰＣドラム２２の円形断面の中心を紙面に対して垂直に貫く軸）のまわりを回転可能に支持されている。この中心軸は、ギア、ベルト等、回転力の伝達機構を通して駆動モーターに接続されている。この駆動モーターからのトルクでＰＣドラム２２が（図１の（ｂ）では反時計方向に）１回転することにより、感光体の表面が周囲の機能部２４、２５、２６、２３、２７、２８に順番に対向する。

−帯電ローラー−
帯電ローラー２４は、金属製の芯金が導電性の柔軟な樹脂で囲まれた円柱部材であり、中心軸（図１の（ｂ）では、帯電ローラー２４の円形断面の中心を紙面に対して垂直に貫く軸）のまわりを回転可能に支持されている。帯電ローラー２４の外周面はＰＣドラム２２の外周面に接触しているので、ＰＣドラム２２の回転により従動回転する。帯電ローラー２４の芯金に対しては、たとえば負の高電圧（−数百〜−数千Ｖ程度。以下、「帯電バイアス」という。）が印加される。これにより、帯電ローラー２４とＰＣドラム２２との間のニップの近傍に放電が生じる。この放電がそのニップ近傍に位置する感光体の表面部分を負に帯電させる。

−露光部−
感光体の帯電した表面部分はＰＣドラム２２の回転に伴い、帯電ローラー２４と現像部２６との隙間を通過する。この隙間を通して露光部２５はＰＣドラム２２の帯電部分にレーザー光を照射する。
図２の（ａ）は、露光部２５の含む光源２５１と走査光学系２５２、２５３とを示す模式図である。光源２５１は半導体レーザーであり、可視波長のレーザー光線を数ｍＷ〜十数ｍＷの出力で出射する。走査光学系はポリゴンミラー２５２とｆθレンズ２５３とを含む。ポリゴンミラー２５２は正多角柱（図２の（ａ）では正７角柱）状の部材であり、いずれの側面にも鏡面加工が施されている。ポリゴンミラー２５２は中心軸のまわりで回転可能に支持されている。図２の（ａ）は示していないが、その中心軸にはモーターが接続されている。このモーターは、光源２５１からポリゴンミラー２５２へ光線ＬＬが出射される間、ポリゴンミラー２５２を等角速度で回転させる。これにより、ポリゴンミラー２５２の複数枚の側面は交互に光源２５１からの出射光線ＬＬを反射して偏向させる。このとき、出射光線ＬＬと反射光線ＲＬとが成す角度、すなわち偏向角φは、最大値φ_MXから最小値φ_MNへは一定の速度で変化し、最小値φ_MNから最大値φ_MXへは瞬間的に変化する。ｆθレンズ２５３は非球面レンズであり、ポリゴンミラー２５２からの反射光線ＲＬをＰＣドラム２２の表面に結像させる。この結像点ＳＰはポリゴンミラー２５２の回転に伴い、ＰＣドラム２２の軸方向（図２の（ａ）ではＸ軸方向）に移動する。これにより、感光体の表面が結像点ＳＰの軌跡ＬＮに沿って直線状に露光される。ｆθレンズ２５３では特に、反射光線ＲＬの入射角とその像高（結像点ＳＰの光軸からの距離）とが比例する。したがって、結像点ＳＰの移動速度は、偏向角φが最大値φ_MXから最小値φ_MNへ一定の速度で変化する間、その速度に比例する。すなわち、結像点ＳＰは、偏向角φの最大値φ_MXに対応する先頭位置ＬＳＰから最小値φ_MNに対応する末尾位置ＭＳＰまでは等速度で移動する。その後、偏向角φが最小値φ_MNから最大値φ_MXへ瞬間的に変化するのに伴い、結像点ＳＰは末尾位置ＭＳＰから先頭位置ＬＳＰまで瞬間的に戻る。結像点ＳＰのこの往復運動の間にＰＣドラム２２は回転している。したがって、この時点以降、結像点ＳＰは感光体表面のうち、露光ずみの領域ＬＮに対してＰＣドラム２２の回転方向とは逆方向（図２の（ａ）ではＹ軸方向）に隣接する領域を、ＰＣドラム２２の軸方向（Ｘ軸方向）に移動する。これにより、その隣接する領域が結像点ＳＰの軌跡に沿って直線状に露光される。以上の動作が繰り返されることにより、感光体の表面に露光領域が２次元的に拡がる。

図２の（ｂ）は、感光体の露光量と接地電位＝０Ｖに対する表面電位との間の関係を示すグラフである。感光体表面の負の帯電部分が露光されると、その部分から帯電量が消失する。このとき、露光量が大きいほど帯電量は大きく減少するので、図２の（ｂ）のグラフが示すとおり、表面電位が０Ｖに近い。
感光体のこの性質を利用して、露光部２５は感光体表面の帯電部分に静電潜像を形成する。すなわち、露光部２５は、光源２５１が出射するレーザー光を、画像データが表す階調値に従って変調する。これにより、感光体の帯電部分のうち、このレーザー光が照射された領域では帯電量が減少し、その減少幅が照射光量の変化に合わせて変動する。その結果、その領域内の表面電位の分布が一様分布から外れ、両分布間の差として静電潜像が形成される。

−現像部−
図１の（ｂ）が示すように、静電潜像を含む感光体の表面部分はＰＣドラム２２の回転に伴い、現像部２６に対向する。現像部２６はまず、２本のオーガスクリュー２６１で２成分現像剤を撹拌して、その現像剤が含むトナーを負に帯電させる。現像部２６は次に、現像ローラー２６２を回転させ、その外周面を現像剤で覆ってはＰＣドラム２２の対向面に接近させる。この動作と並行して現像部２６は現像ローラー２６２に対して負の高電圧（−数百〜−数千Ｖ程度。以下、「現像バイアス」という。）を印加する。これにより、静電潜像には現像ローラー２６２よりも電位が高い部分が現れる。これらの各部分と現像ローラー２６２との間に作用する静電力は、現像ローラー２６２の外周面を覆う現像剤からトナーを分離させてその部分に付着させる。

図２の（ｃ）は、感光体表面のうち、現像ローラー２６２よりも電位が高い部分に付着するトナーの濃度と、その部分の電位との間の関係を示すグラフである。このグラフが示すとおり、現像ローラー２６２に対する電位が高い部分ほど、その部分に付着するトナー濃度は高い。静電潜像の表す電位分布は、画像データの表す階調値分布に対応するので、静電潜像に付着するトナー濃度の分布は、画像データの表す画像の濃淡に対応する。こうしてその画像が、静電潜像から可視化されるトナー像として感光体表面に再現される。

−転写ローラー−
トナー像はＰＣドラム２２の回転に伴い、ＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップへ移動する。転写ローラー２３は、金属製の芯金が導電性の柔軟な樹脂で囲まれた円柱部材であり、中心軸（図１の（ｂ）では、転写ローラー２３の円形断面の中心を紙面に対して垂直に貫く軸）のまわりを回転可能に支持されている。転写ローラー２３の外周面はＰＣドラム２２の外周面に接触しているので、ＰＣドラム２２の回転により従動回転する。図１の（ｂ）は示していないが、転写ローラー２３の軸受に対してはバネ等の付勢部材がＰＣドラム２２に向かって押圧力を加える。これにより、転写ローラー２３は、ＰＣドラム２２との間のニップに通紙されるシートＳＨ２に対して圧力を加えてＰＣドラム２２へ押し付ける。このとき、転写ローラー２３の芯金に対しては正の高電圧（数百〜数千Ｖ程度。以下、「転写バイアス」という。）が印加される。これにより、負に帯電したトナー像がＰＣドラム２２の表面からシートＳＨ２の表面へ転写される。

図１の（ｂ）が示すとおり、ＰＣドラム２２と転写ローラー２３とは中心軸が同方向に伸び、この方向に対してシートＳＨ２の縦方向、すなわちシートＳＨ２の搬送方向が垂直である。したがって、感光体表面上に形成されたトナー像とシートＳＨ２へ転写されたトナー像との間では、感光体表面においてはＰＣドラム２２の軸方向（図２の（ａ）の示すＸ軸方向）に対して平行な方向が、シートＳＨ２の表面においてはその横方向（図１の（ｂ）の示すＸ軸方向）に対して平行な方向に対応し、感光体表面においてはＰＣドラム２２の周方向（図２の（ａ）の示すＹ軸方向）に対して平行な方向が、シートＳＨ２の表面においてはその縦方向（図１の（ｂ）の示すＹ軸方向）に対して平行な方向に対応する。この対応関係に基づき、以下、感光体の表面上を照射光ＲＬの結像点ＳＰがポリゴンミラー２５２の回転に伴って移動する方向に対応する方向を「主走査方向」と総称し、その結像点ＳＰがＰＣドラム２２の回転に伴って移動する方向に対応する方向を「副走査方向」と総称する。たとえば、図１の（ｂ）、図２の（ａ）では、Ｘ軸方向に対して平行なＰＣドラム２２の軸方向とシートＳＨ２の横方向とが主走査方向に相当し、Ｙ軸方向に対して平行なＰＣドラム２２の周方向とシートＳＨ２の縦方向とが副走査方向に相当する。

−クリーニングブレード−
シートＳＨ２へ転写されたトナー像の跡を含む感光体の表面部分はＰＣドラム２２の回転に伴いクリーニングブレード２７に接触する。クリーニングブレード２７は、たとえばポリウレタンゴム等の熱硬化性樹脂から形成された薄い矩形板状の部材であり、その長さがＰＣドラム２２の外周面のうち感光体で覆われた部分とほぼ等しい。ブレード２７の板面のうちＰＣドラム２２の外周面に対向する方は、その長辺の１つ（エッジ）がＰＣドラム２２の軸と平行な状態でＰＣドラム２２の外周面に接触し、そのエッジでその外周面の接平面と斜めに交わる。ブレード２７はこのエッジに接触した感光体の表面部分から、トナー像の転写跡に残るトナーを掻き取る。

−イレーサー−
この表面部分はＰＣドラム２２の回転に伴いイレーサー２８に対向する。イレーサー（「前露光部」ともいう。）２８はたとえばＰＣドラム２２の軸方向に配列された発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、感光体表面の対向部分に光を照射してその部分を除電する。その後、この表面部分はＰＣドラム２２の回転に伴い、再び帯電ローラー２４に対向する。

［画像形成装置の電子制御系統］
図３は、プリンター１００の電子制御系統の構成を示すブロック図である。この制御系統ではプリンター１００の各要素１０、２０、３０、４０に加え、操作部５０と主制御部６０とがバス９０を通して互いに通信可能に接続されている。
−駆動部−
プリンター１００の各要素１０、…、４０は駆動部１０Ｄ、２０Ｄ、３０Ｄ、４０Ｄを含む。図３は示していないが、各駆動部１０Ｄ、…は、搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、２１、２２、２３、３１、４３、ＰＣドラム２２、現像ローラー２６２等の可動部材に対する駆動モーター、制御回路、および駆動回路を含む。駆動モーターはたとえば直流ブラシレス（ＢＬＤＣ）モーターである。制御回路は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ／ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）等の電子回路であり、駆動モーターからフィードバックされる実際の回転数に基づいてそのモーターに対する印加電圧の目標値を駆動回路に指示する。駆動回路はインバーターであり、パワートランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチング素子を利用して駆動モーターに対して電圧を印加する。これらの制御回路と駆動回路とによるフィードバック制御を利用して各駆動部１０Ｄ、…は駆動モーターの回転数を、主制御部６０から指示された目標値に制御する。

−操作部−
操作部５０は、ユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブの要求と印刷対象の画像データとを受け付け、それらを主制御部６０へ伝える。図３が示すように操作部５０は、操作パネル５１、メモリインタフェース（Ｉ／Ｆ）５２、およびネットワーク（ＬＡＮ）Ｉ／Ｆ５３を含む。操作パネル５１は、押しボタン、タッチパネル、およびディスプレイを含む。このディスプレイに操作パネル５１は、操作画面および各種パラメーターの入力画面等のグラフィックスユーザーインターフェース（ＧＵＩ）画面を表示する。操作パネル５１はまた、押しボタンの中からユーザーが押下したものを識別し、またはタッチパネルの中からユーザーが触れた位置を検出し、その識別または検出に関する情報を操作情報として主制御部６０へ伝える。特に印刷ジョブの入力画面がディスプレイに表示されている場合、操作パネル５１は、印刷対象のシートのサイズ、紙種、姿勢（縦置きと横置きとの別)、部数、画質等、印刷に関する条件をユーザーから受け付けて、これらの条件を示す項目を操作情報に組み込む。メモリＩ／Ｆ５２はＵＳＢポートまたはメモリカードスロットを含み、それらを通してＵＳＢメモリーまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外付けの記憶装置から直に印刷対象の画像データを取り込む。ＬＡＮ・Ｉ／Ｆ５３は外部のネットワークＮＴＷに有線または無線で接続され、そのネットワークＮＴＷに接続された他の電子機器から印刷対象の画像データを受信する。

−主制御部−
主制御部６０は、プリンター１００の内部に設置された１枚の印刷回路基板に実装された集積回路である。図３が示すように、主制御部６０は、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、およびＲＯＭ６３を含む。ＣＰＵ６１は１つのＭＰＵで構成され、各種ファームウェアを実行することにより、他の要素１０、…に対する制御主体としての多様な機能を実現する。たとえば、ＣＰＵ６１は操作部５０にＧＵＩ画面を表示させてユーザーの入力操作を受け付けさせる。この入力操作に応じてＣＰＵ６１は、稼動モード、待機（低電力）モード、スリープモード等、プリンター１００の動作モードを決定し、その動作モードに応じた処理を各要素１０、…に指示する。ＣＰＵ６１は特に、操作部５０からの操作情報が示すシートの紙種または紙厚に応じてシートの搬送速度の目標値を選択し、その目標値をプリンター１００の各駆動部１０Ｄ、…に指示する。ＲＡＭ６２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性半導体メモリー装置であり、ＣＰＵ６１がファームウェアを実行する際の作業領域をＣＰＵ６１に提供すると共に、操作部５０が受け付けた印刷対象の画像データを保存する。ＲＯＭ６３は書き込み不可の不揮発性記憶装置と書き換え可能な不揮発性記憶装置との組み合わせで構成されている。前者はファームウェアを格納し、後者は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＳＳＤ等の半導体メモリー装置、またはＨＤＤを含み、ＣＰＵ６１に環境変数等の保存領域を提供する。

−作像部−
図３が示すように作像部２０の制御系統は、駆動部２０Ｄ、露光部２５、および現像部２６に加え、推測部２０１、転写部２０３、帯電部２０４、および除電部２０７を含む。推測部２０１は、ＭＰＵ／ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の電子回路であり、プリンター１００がＰＣドラム２２を利用して処理したシートの枚数、またはＰＣドラム２２の使用時間もしくは回転距離を監視し、それらの量から感光体の摩耗量を推測する。転写部２０３は転写ローラー２３と転写バイアスの生成部とを含む。帯電部２０４は帯電ローラー２４と帯電バイアスの生成部とを含む。転写バイアスの生成部と帯電バイアスの生成部とはたとえばスイッチングコンバーター等の昇圧回路を利用して商用電源等の出力から各バイアス電圧を生成する。現像部２６における現像バイアスの生成部も同様である。作像部２０の要素２０Ｄ、…のうち電子回路で構成された部分は、主制御部６０とは別の印刷回路基板に実装されてプリンター１００の内部に設置される。特に、転写バイアス、帯電バイアス、および現像バイアスの生成部のうち昇圧回路の制御系統はＦＰＧＡ等の単一のチップに統合される。

［感光体の膜厚に現れる主走査方向におけるばらつき］
ＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップに通紙されるシートの表面には、感光体からのトナーの移動度にそのシートの横方向、すなわち主走査方向におけるばらつきが存在すると考えられる。実際、感光体からシートへのトナーの移動にはＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間に静電力と圧力とが必要であり、いずれの力もシート表面の物理的な状態、たとえば、シート表面に付着した紙粉等の異物の量、シート表面の帯電量、シート素材の繊維の絡まりに起因するシートの表面粗さに影響されるはずである。一方、シートは、給紙カセット１１からＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップまで搬送される間に多様な搬送ローラーから摩擦を受ける。これらの摩擦はシート表面の上記の状態に影響すると考えられる。さらに、異なる搬送ローラーは一般に、シート表面のうち主走査方向における位置が異なる部分と接触する。したがって、給紙カセット１１からＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップへのシートの搬送処理がそのシート表面の物理的な状態に与える影響は一般には、主走査方向における位置に応じて異なる。その結果、感光体からシートへのトナーの移動度には主走査方向におけるばらつきが現れると推量される。

−給紙カセットからの繰り出し処理−
図４の（ａ）は、給紙カセット１１の近傍に配置された搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒを示す模式的な斜視図である。これらのローラー１２Ｐ、…は、給紙カセット１１に収容されたシートの束ＳＨＴの横方向（図４の（ａ）の示すＸ軸方向）に対して平行に伸びる３本の回転軸１２１、１２２、１２３のそれぞれにより、各軸１２１、…のまわりに回転可能に支持されている。ピックアップローラー１２Ｐは、シートの搬送経路の入口に面した給紙カセット１１の縁１１Ａの上方に配置されている。ピックアップローラー１２Ｐに接続された回転軸１２１はそのローラー１２Ｐをシートの束ＳＨＴの上面に押し付ける。これにより、ピックアップローラー１２Ｐは、シートの束ＳＨＴの上面に下向きの力を加えながら回転し、その束ＳＨＴからシートを上から順に１枚ずつ、搬送経路の入口へ向かって（図４の（ａ）の示すＹ軸方向へ）繰り出す。給紙ローラー１２Ｆはシートの搬送経路の入口の上側に配置され、ピックアップローラー１２Ｐが繰り出したシートＳＨ１（図４の（ａ）の示す一点鎖線参照。）の上面に接触して回転することにより、そのシートＳＨ１を搬送経路へ送り出す。捌きローラー１２Ｒはシートの搬送経路の入口の下側に配置され、搬送経路を間に挟んで給紙ローラー１２Ｆと対向する。捌きローラー１２Ｒは、ピックアップローラー１２Ｐが繰り出したシートＳＨ１の下面に接触して給紙ローラー１２Ｆとは反対方向に回転する。これにより、捌きローラー１２Ｒは、そのシートＳＨ１の下に次のシートが重なって前進してきた場合にその次のシートの前進を阻み、給紙カセット１１に向かって（図４の（ａ）の示すＹ軸方向の逆方向へ）押し返す。

図４の（ａ）の示す斜線部ＦＣＨは、３つの搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒが経路へ送り出すシートＳＨ１の表面のうち、ピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとに接触する領域（以下、「接触領域」という。）を表す。シートＳＨ１の横方向、すなわち主走査方向においてはこの接触領域ＦＣＨとそれ以外の領域ＯＴＨとにシートＳＨ１の表面は分割される。主走査方向におけるサイズがいずれの搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒも、シートＳＨ１よりも短いからである。ピックアップローラー１２Ｐは、静止したシートに移動を開始させねばならないので、給紙ローラー１２Ｆ等、すでに移動中のシートを先へ送る搬送ローラーよりも、シートに加える押圧力と摩擦力とが共に大きい。捌きローラー１２Ｒは、給紙ローラー１２Ｆ等の他の搬送ローラーとは異なり、シートとの接触部の速度がそのシートの搬送速度とは逆であるので、他の搬送ローラーよりもシートに加える摩擦力が大きい。したがって、接触領域ＦＣＨはそれ以外の領域ＯＴＨよりも、各ローラー１２Ｐ、１２Ｒとの摩擦に起因する紙粉量と帯電量とが共に多いと考えられる。さらに、ピックアップローラー１２Ｐから受ける摩擦力と押圧力とがシート表面の繊維を変形させる結果、接触領域ＦＣＨの表面粗さはそれ以外の領域ＯＴＨの表面粗さから外れている可能性もある。

−タイミングローラーによる送出処理−
図４の（ｂ）は、ＰＣドラム２２の近傍に配置された搬送ローラー２１、２３を示す模式的な斜視図である。２本のタイミングローラー２１はサイズが共通であり、ＰＣドラム２２の軸方向（図４の（ｂ）の示すＸ軸方向）に対して平行に伸びる共通の回転軸２１１により、その軸２１１のまわりに回転可能に支持されている。２本のタイミングローラー２１は更に、ＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップよりもシートの搬送経路に沿って上流側に、その経路を通過するシートＳＨ１の横方向における中心線に対して対称的に配置されている。タイミングローラー２１は一般に停止しており、縦送ローラー１３（図１の（ｂ）参照。）から送出されたシートＳＨ１の先端部をその場で一旦停止させる。この間にも、そのシートＳＨ１の後端部を縦送ローラー１３が送出し続けるので、そのシートＳＨ１の先端部がたわむ。これにより、そのシートＳＨ１のスキュー（タイミングローラー２１の軸方向、すなわち主走査方向に対するシートの横方向の傾き）が除去される。タイミングローラー２１はその後、主制御部６０からの駆動信号が示すタイミングで回転を開始し、停止させていたシートＳＨ２をＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップへ向かって（図４の（ｂ）の示すＹ軸方向へ）送り出す。

図４の（ｂ）の示すドット部ＴＣＨは、そのニップへタイミングローラー２１が送り出すシートＳＨ２の表面のうち、タイミングローラー２１との接触領域を表す。シートＳＨ２の横方向、すなわち主走査方向においては、この接触領域ＴＣＨとそれ以外の領域ＦＣＨ、ＯＴＨとにシートＳＨ２の表面は分割される。主走査方向におけるサイズがタイミングローラー２１はシートＳＨ２よりも短いからである。タイミングローラー２１は、静止させたシートに移動を開始させねばならないので、縦送ローラー１３等、すでに移動中のシートを先へ送る搬送ローラーよりも、シートに加える摩擦力が大きい。したがって、この接触領域ＴＣＨは他の領域ＦＣＨ、ＯＴＨよりも、タイミングローラー２１との摩擦に起因する紙粉量と帯電量とが共に多いと考えられる。さらに、タイミングローラー２１から受ける摩擦力がシート表面の繊維を変形させる結果、接触領域ＴＣＨの表面粗さはそれ以外の領域ＦＣＨ、ＯＴＨの表面粗さから外れている可能性もある。

−感光体、シート、ローラーの主走査方向における位置関係−
図５の（ａ）は、感光体の摩耗量に影響を与えうる部材の主走査方向における位置を表すグラフである。このグラフの横軸は、ＰＣドラム２２の外周面のうち感光体で覆われた部分に対してＰＣドラム２２の軸方向に設定された座標を表す。以下、この座標を「主走査座標」と呼ぶ。ＰＣドラム２２の外周面のうちその軸方向における全長３６０ｍｍの部分が感光体で覆われている場合、主走査座標の最小値“０ｍｍ”と最大値“３６０ｍｍ”とがＰＣドラム２２の軸方向における感光体の両端の位置に相当する。図４が示すＸ軸方向、すなわち、ピックアップローラー１２Ｐ、捌きローラー１２Ｒ、およびタイミングローラー２１の各軸方向、およびシートＳＨ１、ＳＨ２の横方向を始め、主走査方向と総称される方向の間では、各方向における位置が主走査座標で対応付けられる。

図５の（ａ）が示す各矩形は、各部材が主走査方向において拡がる範囲を表す。具体的には、まず、感光体が主走査座標０ｍｍから３６０ｍｍまでの範囲に拡がっている。クリーニングブレード２７と帯電ローラー２４とは全長３４０ｍｍであり、主走査座標１０ｍｍから３５０ｍｍまでの範囲に拡がっている。すなわち、感光体表面のうちクリーニングブレード２７と帯電ローラー２４との接触領域は、感光体表面の両端から１０ｍｍずつ狭い。転写ローラー２３は全長３２０ｍｍであり、主走査座標２０ｍｍから３４０ｍｍまでの範囲に拡がっている。すなわち、感光体表面のうち転写ローラー２３との接触領域は、感光体表面の両端から２０ｍｍずつ狭い。したがって、感光体表面のうちシートへトナー像が転写可能な範囲は、帯電ローラー２４による帯電が可能な範囲と、クリーニングブレード２７による残存トナーの除去が可能な範囲とのいずれよりも内側に位置する。

Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）のシートは、給紙カセット１１の中に搬送方向に対して横向きに収容された場合、主走査座標３０ｍｍから３３０ｍｍまでの範囲に拡がる。図５の（ａ）は示していないが、この範囲よりも内側に、Ａ４サイズのシートが給紙カセット１１の中に搬送方向に対して縦向きに収容された場合における範囲は位置する。したがって、感光体表面のうちＡ４サイズのシートとの接触領域は主走査座標３０ｍｍから３３０ｍｍまでの範囲に限られる。Ｂ５サイズ（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）のシートは、給紙カセット１１の中に搬送方向に対して横向きに収容された場合、主走査座標５０ｍｍから３１０ｍｍまでの範囲に拡がる。したがって、感光体表面のうちＢ５サイズのシートとの接触領域はこの範囲に限られる。この範囲は更に、Ａ４サイズのシートとの接触領域にも含まれる。それ故、感光体表面は、Ａ４サイズとＢ５サイズとの両方のシートに接触する領域（主走査座標５０ｍｍ−３１０ｍｍ）、Ａ４サイズのシートには接触するがＢ５サイズのシートには接触しない領域（主走査座標３０ｍｍ−５０ｍｍ、３１０ｍｍ−３３０ｍｍ）、Ａ４サイズとＢ５サイズとのいずれのシートにも接触しない領域（主走査座標＜３０ｍｍ、＞３３０ｍｍ）の３種類に分類される。これらの領域間では、シートと直接的に、または中間転写部材を介して間接的に接触した時間の総和が異なる。

ピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとは全長２０ｍｍであり、主走査座標１７０ｍｍから１９０ｍｍまでの範囲に拡がっている。シート表面はこの範囲にピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとの接触領域ＦＣＨ（図４の斜線部参照。）を含み、感光体表面のうちこの範囲に位置する領域に接触する。この意味で、以下、感光体表面のこの領域も「ピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとの接触領域」と呼ぶ。

２本のタイミングローラー２１は各全長が４０ｍｍであり、一方は主走査座標１１０ｍｍから１５０ｍｍまでの範囲に拡がり、他方は主走査座標２１０ｍｍから２５０ｍｍまでの範囲に拡がっている。このように２本のタイミングローラー２１の範囲は、シートの搬送経路の中心が位置する主走査座標１８０ｍｍに対して対称的である。シート表面はこれらの対称的な範囲にタイミングローラー２１との接触領域ＴＣＨ（図４の（ｂ）のドット部参照。）を含み、感光体表面のうち同じ範囲に位置する領域に接触する。この意味で、以下、感光体表面のこれらの領域も「タイミングローラー２１との接触領域」と呼ぶ。

こうして、感光体表面の分類には、ピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）と、タイミングローラー２１との接触領域（主走査座標１１０ｍｍ−１５０ｍｍ、２１０ｍｍ−２５０ｍｍ）とが加わる。これらの接触領域間では転写時に接触すべきシート表面の物理的な状態、具体的には、付着物の量、帯電量、表面粗さが異なるので、そのシート表面へのトナーの移動度が異なる。

−感光体の主走査方向における膜厚分布−
感光体表面は主走査方向において、上記のように、図５の（ａ）の示す破線を境とする複数の接触領域に分割される。これらの接触領域間では、シートとの接触時間の総和、または、接触したシート表面へのトナーの移動度に差がある。これらの差はいずれも感光体表面の耐摩耗性に差を与えると考えられる。実際、シートとの接触時間が長い接触領域ほど、シートからの押圧の繰り返しによる塑性変形量が大きく、かつシートによる摩耗量が多い。さらに、シートから付着した紙粉等の異物の量も多いはずである。また、シート表面へのトナーの移動度が低い接触領域ほど、転写し損なって残存するトナー量が多いはずである。これらの異物と残存トナーとの量、種類、塊の大きさと形状等は、これらの異物と残存トナーと共にクリーニングブレード２７が削り取る感光体表面の厚さに影響する。その結果、接触領域間では、クリーニングブレード２７による摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度に差が現れると推量される。

図５の（ｂ）は、ＰＣドラム２２がまだ１回転も使用されていない時点（回転数ＮＲＴ＝０）と、９０万回転使用され終えた時点（ＮＲＴ＝９０万）とのそれぞれにおいて感光体表面から検出された主走査方向における膜厚分布を示すグラフである。このグラフの横軸は主走査座標を表し、縦軸は感光体の膜厚方向の高さを表す。太い一点鎖線は回転数ＮＲＴ＝０の時点での膜厚分布を表し、太い実線は回転数ＮＲＴ＝９０万の時点での膜厚分布を表す。さらに、破線は、膜厚分布と図５の（ａ）が示す接触領域の範囲との間の対応関係を表す。ＰＣドラム２２の回転数ＮＲＴ＝０である時点、すなわち製造直後では、太い一点鎖線の直線形状が示すとおり、感光体のいずれの接触領域においても膜厚が初期値３５μｍに揃っている。仮に、摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度が主走査方向において一様であれば、ＰＣドラム２２の回転数ＮＲＴが９０万回に達した時点では感光体の膜厚は、細い一点鎖線が示す値１５μｍに揃っているはずである。しかし、実際には、太い実線の凹凸形状が示すとおり、感光体の接触領域間で膜厚にばらつきが現れる。

図５の（ｃ）は、図５の（ｂ）の太い実線が表す主走査方向における膜厚分布を持つ感光体を帯電ローラー２４で帯電させた場合に、その感光体に生じる表面電位の主走査方向における分布を表すグラフである。このグラフの横軸は主走査座標を表し、縦軸は感光体の表面電位を表す。破線は、表面電位分布、図５の（ｂ）が示す膜厚分布、および図５の（ａ）が示す接触領域の間の対応関係を表す。帯電ローラー２４は、感光体表面のうち主走査座標１０ｍｍから３５０ｍｍまでの範囲に同時に接触する。この接触に伴う感光体表面の帯電量はその表面とＰＣドラム２２の芯金との間の静電容量で決まる。感光体の膜厚が大きい領域ほどその静電容量は小さいので、感光体表面の帯電量は小さい。すなわち、感光体の膜厚が大きい領域ほどその表面電位は接地電位＝０Ｖに近い。仮に感光体の膜厚が一定値１５μｍに均一であれば、その表面電位は目標値、たとえば−５００Ｖに揃うはずである。しかし、実際には図５の（ｂ）の太い実線が表すとおり、感光体の接触領域の間では膜厚にばらつきがあるので、表面電位にも対応するばらつきが現れる。この場合、露光部２５からの照射光量が一定であっても、感光体表面の露光後の帯電量にはばらつきが残る。したがって、もし露光部２５が感光体の一様な表面電位−５００Ｖを前提として光源２５１のレーザー光に対する変調条件を設定すれば、感光体の接触領域の間では一定の階調値に対するトナー濃度にばらつきが現れる危険性がある。

［感光体の膜厚のばらつきに応じた変調条件の変更］
この危険性を回避する目的で、露光部２５は感光体表面の接触領域ごとに照射光に対する変調条件を変更する。具体的には、まず、推測部２０１が感光体表面の接触領域ごとに感光体の摩耗量を推測する。次に、これらの推測値に応じて露光部２５が、画像データの示す各階調値に対応させるべき照射光量、または面積階調における網点の面積もしくは形状を、感光体表面の接触領域ごとに変更する。

−感光体の摩耗速度−
図６の（ａ）は感光体表面の接触領域と感光体の摩耗速度との間の対応表（以下、「摩耗速度表」と呼ぶ。）である。「摩耗速度」とは、摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度、すなわち単位時間あたりの摩耗量をいう。「単位時間」の具体的な表現は一般に接触領域ごとに異なる。この表の示す摩耗速度の値は実験またはシミュレーションの結果に基づいて設定される。また、この表のデータはプリンター１００の製造時に、たとえばＲＯＭ６３に保存される。

この摩耗速度表と図５の（ａ）との例によれば、感光体表面（主走査座標０ｍｍ−３６０ｍｍ）のうち、たとえばクリーニングブレード２７との接触領域（主走査座標１０ｍｍ−３５０ｍｍ）では、クリーニングブレード２７による摩耗に起因して膜厚がＰＣドラム２２の１万回転あたり０．１１μｍずつ減少する。帯電ローラー２４との接触領域（主走査座標１０ｍｍ−３５０ｍｍ）では、帯電ローラー２４による摩耗に起因して膜厚がＰＣドラム２２の１万回転あたり０．０７μｍずつ減少する。

Ａ４サイズとＢ５サイズとのいずれかのシートとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−３３０ｍｍ）については、摩耗速度の定義における単位時間が、ＰＣドラム２２の使用により処理されたシートの枚数、たとえば１万枚で表現される。この接触領域のうち、ピックアップローラー１２Ｐ、捌きローラー１２Ｒ、タイミングローラー２１のいずれにも接触しなかったシート表面に接触する領域（主走査座標３０ｍｍ−１１０ｍｍ、１５０ｍｍ−１７０ｍｍ、１９０ｍｍ−２１０ｍｍ、２５０ｍｍ−３３０ｍｍ、以下、「シートのみとの接触領域」と呼ぶ。）では摩耗速度は０．１９μｍ／１万枚である。これに対し、Ａ４サイズとＢ５サイズとの各シートの主走査方向における縁と接触する部分（主走査座標３０ｍｍ、５０ｍｍ、３１０ｍｍ、３３０ｍｍ）では摩耗速度が０．２５μｍ／１万枚と高い。この部分には、転写時に応力が集中しやすく、紙粉等の異物も集積しやすいことが影響していると考えられる。一方、ピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）では、摩耗速度が各ローラー１２Ｐ、１２Ｒの劣化度に応じて変化する。この劣化度はたとえば、各ローラー１２Ｐ、１２Ｒが接触したシートの総数で推測される。この総数の増加に伴って各ローラー１２Ｐ、１２Ｒとその支持機構との劣化が進むので、各ローラー１２Ｐ、１２Ｒがシートに加える力が弱まる。これらの力の弱化はシート表面に対し、各ローラー１２Ｐ、１２Ｒとの接触領域へのトナーの移動度をシートのみとの接触領域への移動度に接近させるように作用すると考えられる。したがって、感光体表面ではこれらの接触領域間で摩耗速度の差が減少する。図６の（ａ）の例では、ピックアップローラー１２Ｐとの接触に起因する摩耗速度は、ピックアップローラー１２Ｐが繰り出したシートの総数が２０万枚未満である間は０．１４μｍ／１万枚である。この総数が２０万枚以上４０万枚未満の範囲で増え続けている間は、摩耗速度が０．１５μｍ／１万枚に補正され、４０万枚以上に達した場合には０．１６μｍ／１万枚に補正される。捌きローラー１２Ｒとの接触に起因する摩耗速度は、捌きローラー１２Ｒが接触したシートの総数が２０万枚未満である間は０．１２μｍ／１万枚であり、２０万枚以上４０万枚未満の範囲で増え続けている間は０．１３μｍ／１万枚に補正され、４０万枚以上に達した場合には０．１４μｍ／１万枚に補正される。このように、いずれのローラー１２Ｐ、１２Ｒとの接触領域においてもローラーの劣化に伴い、摩耗速度がシートのみとの接触領域における値０．１９μｍ／１万枚に接近する。

−感光体の摩耗量の推測−
図６の（ａ）が示す摩耗速度表を推測部２０１は、感光体の接触領域ごとの膜厚の推測に利用する。具体的には推測部２０１は、プリンター１００によるシートの処理枚数と、ＰＣドラム２２を始め、ピックアップローラー１２Ｐ等の搬送ローラーの使用時間または回転距離とを監視し、これらの量と図６の（ａ）が示す摩耗速度とから感光体の摩耗量の推測値を算定する。

図６の（ｂ）は、推測部２０１による感光体の摩耗量の推測値の一例を示す表である。この表では、以下に述べる状況が想定されている。この状況は、図５の（ｂ）が示す、ＰＣドラム２２が９０万回転使用され終えた時点における感光体表面の主走査方向における膜厚分布が測定されたときの状況に相当する。
ＰＣユニット２０Ｕが新品に交換された時点（以下、「基準時点」と呼ぶ。）からの監視を通して推測部２０１はプリンター１００の使用履歴を記録している。この履歴によれば、プリンター１００は基準時点以降、ＰＣドラム２２を９０万回転させ、ＰＣドラム２２と転写ローラー２３との間のニップにシートを２０万枚通紙している。Ａ４サイズのシートとＢ５サイズのシートとが別々の給紙カセット１１に収容され、前者は１５万枚処理され、後者は５万枚処理されている。各給紙カセット１１に設置されたピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとは共に、寿命が処理枚数５０万枚の製品である。Ａ４用の給紙カセット１１に設置された両ローラー１２Ｐ、１２Ｒは、基準時点においてすでに４５万枚のシートを繰り出し終えた状態であり、更に５万枚のシートを繰り出した時点で新品に交換されている。これらの新品のローラー１２Ｐ、１２Ｒが残りの１０万枚を繰り出している。Ｂ５用の給紙カセット１１に設置された両ローラー１２Ｐ、１２Ｒは、基準時点においては２５万枚のシートを繰り出し終えた状態であり、更に５万枚のシートを繰り出した時点においても交換はされていない。

この履歴と摩耗速度表とに基づいて推測部２０１はまず、図６の（ｂ）が示すように、感光体表面またはシート表面の各接触領域に接触する対象の種類ごとに、その対象に起因する感光体の摩耗量を推測する。
具体的には推測部２０１は、クリーニングブレード２７との接触領域（主走査座標１０ｍｍ−３５０ｍｍ）に対しては、そのブレード２７による摩耗量の推測値を摩耗速度０．１１μｍ／１万回とＰＣドラム２２の回転数＝９０万との積に設定する：０．１１×９０万＝９．９０μｍ。帯電ローラー２４との接触領域（主走査座標１０ｍｍ−３５０ｍｍ）に対しては、帯電ローラー２４による摩耗量の推測値を摩耗速度０．０７μｍ／１万回とＰＣドラム２２の回転数＝９０万との積に設定する：０．０７×９０万＝６．３０μｍ。

Ａ４サイズのシートとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−３３０ｍｍ）のうち、シートのみとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−１１０ｍｍ、１５０ｍｍ−１７０ｍｍ、１９０ｍｍ−２１０ｍｍ、２５０ｍｍ−３３０ｍｍ）に対しては、シートによる摩耗量の推測値を摩耗速度０．１９μｍ／１万枚と処理枚数＝１５万との積に設定する：０．１９×１５万＝２．８５μｍ。シートの縁との接触領域（主走査座標３０ｍｍ、３３０ｍｍ）に対しては、その縁による摩耗量の推測値を摩耗速度０．２５μｍ／１万枚と処理枚数＝１５万との積に設定する：０．２５×１５万＝３．７５μｍ。ピックアップローラー１２Ｐとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）に対しては、ピックアップローラー１２Ｐによる摩耗量の推測値を、交換前のものによる摩耗速度０．１６μｍ／１万回と処理枚数＝５万との積、および交換後のものによる摩耗速度０．１４μｍ／１万回と処理枚数＝１０万との積の総和に設定する：０．１６×５万＋０．１４×１０万＝２．２０μｍ。捌きローラー１２Ｒとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）に対しては、捌きローラー１２Ｒによる摩耗量の推測値を、交換前のものによる摩耗速度０．１４μｍ／１万回と処理枚数＝５万との積、および交換後のものによる摩耗速度０．１２μｍ／１万回と処理枚数＝１０万との積の総和に設定する：０．１４×５万＋０．１２×１０万＝１．９０μｍ。タイミングローラー２１との接触領域（主走査座標１１０ｍｍ−１５０ｍｍ、２１０ｍｍ−２５０ｍｍ）に対しては、タイミングローラー２１による摩耗量の推測値を摩耗速度０．１７μｍ／１万回と処理枚数＝１５万との積に設定する：０．１７×１５万＝２．５５μｍ。

Ｂ５サイズのシートとの接触領域（主走査座標５０ｍｍ−３１０ｍｍ）のうち、シートのみとの接触領域（主走査座標５０ｍｍ−１１０ｍｍ、１５０ｍｍ−１７０ｍｍ、１９０ｍｍ−２１０ｍｍ、２５０ｍｍ−３１０ｍｍ）に対しては、シートによる摩耗量の推測値を摩耗速度０．１９μｍ／１万枚と処理枚数＝５万との積に設定する：０．１９×５万＝０．９５μｍ。シートの縁との接触領域（主走査座標５０ｍｍ、３１０ｍｍ）に対してはその縁による摩耗量の推測値を摩耗速度０．２５μｍ／１万枚と処理枚数＝５万との積に設定する：０．２５×５万＝１．２５μｍ。ピックアップローラー１２Ｐとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）に対しては、ピックアップローラー１２Ｐによる摩耗量の推測値を摩耗速度０．１５μｍ／１万回と処理枚数＝５万との積に設定する：０．１５×５万＝０．７５μｍ。捌きローラー１２Ｒとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）に対しては、捌きローラー１２Ｐによる摩耗量の推測値を摩耗速度０．１３μｍ／１万回と処理枚数＝５万との積に設定する：０．１３×５万＝０．６５μｍ。タイミングローラー２１との接触領域（主走査座標１１０ｍｍ−１５０ｍｍ、２１０ｍｍ−２５０ｍｍ）に対しては、タイミングローラー２１による摩耗量の推測値を摩耗速度０．１７μｍ／１万回と処理枚数＝５万との積に設定する：０．１７×５万＝０．８５μｍ。

推測部２０１は次に、２種類以上の接触領域が重なる範囲における摩耗量の推測値を、それらの接触領域における摩耗量の推測値の和に設定する。ただし、同じ給紙カセット１１に設置されたピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとの間では感光体の摩耗量への寄与が互いに独立ではないと考えられるので、各ローラー１２Ｐ、１２Ｒによる摩耗量の平均値を両ローラーによる摩耗量として推測部２０１は計算する。

たとえば、シートのみとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−１１０ｍｍ、１５０ｍｍ−１７０ｍｍ、１９０ｍｍ−２１０ｍｍ、２５０ｍｍ−３３０ｍｍ）には、クリーニングブレード２７と帯電ローラー２４との両方の接触領域（主走査座標１０ｍｍ−３５０ｍｍ）が重なっている。したがって、クリーニングブレード２７による摩耗量９．９０μｍ、帯電ローラー２４による摩耗量６．３０μｍ、Ａ４サイズのシートによる摩耗量２．８５μｍ、およびＢ５サイズのシートによる摩耗量０．９５μｍの和がシートのみとの接触領域における摩耗量の推測値として算定される：９．９０＋６．３０＋２．８５＋０．９５＝２０．００μｍ。製造直後の感光体の膜厚が３５μｍである場合、ＰＣドラム２２の回転数が９０万回に達した時点にはシートのみとの接触領域における膜厚が、図５の（ｂ）が示すとおり、３５−２０＝１５μｍまで減少する。もしこの接触領域での物理的な状態にシート表面の全体の状態が揃っていれば、感光体の膜厚はこの接触領域での値１５μｍに揃っていることになる。

主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍの範囲には、クリーニングブレード２７と帯電ローラー２４との接触領域（主走査座標１０ｍｍ−３５０ｍｍ）に加え、Ａ４サイズとＢ４サイズとの両方のシート用のピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとの接触領域とが重なっている。したがって、クリーニングブレード２７による摩耗量９．９０μｍと帯電ローラー２４による摩耗量６．３０μｍとの和に、Ａ４用ピックアップローラー１２Ｐによる摩耗量２．２０μｍとＡ４用捌きローラー１２Ｒによる摩耗量１．９０μｍとの平均値、およびＢ５用ピックアップローラー１２Ｐによる摩耗量０．７５μｍとＢ５用捌きローラー１２Ｒによる摩耗量０．６５μｍとの平均値を加えた値がこの範囲における感光体の摩耗量の推測値として算定される：９．９０＋６．３０＋（２．２０＋１．９０）／２＋（０．７５＋０．６５）／２＝１８．９５μｍ。製造直後の感光体の膜厚が３５μｍである場合、ＰＣドラム２２の回転数が９０万回に達した時点にはこの範囲における感光体の膜厚は３５−１８．９５＝１６．０５μｍまで減少する。この値は、図５の（ｂ）が示すとおり、シートのみとの接触領域における膜厚１５μｍよりも大きい。

他の範囲についても同様に、その範囲に重なる接触領域における摩耗量の推測値の和がその範囲における摩耗量の推測値として算定される。これらの推測値の分布から、図５の（ｂ）が示す膜厚分布が再現される。
−感光体への照射光に対する変調条件の変更−
感光体の膜厚の推測値分布に応じて露光部２５は、感光体表面の接触領域ごとに照射光に対する変調条件を変更する。変調条件は、画像データの示す各階調値に対応させるべき照射光量、または面積階調における網点の面積もしくは形状を規定する。

＜変調条件が照射光量を規定する場合＞
図７の（ａ）は、膜厚＝１５μｍの感光体と膜厚＞１５μｍの感光体との露光量−表面電位特性曲線を表すグラフである。このグラフによれば、露光量が多いほど、表面電位は初期値＝−５００Ｖ、Ｖ０から接地電位＝０Ｖへ大きく接近する。表面電位が接地電位に近い領域ほど現像ローラー２６２に対する電位が高いので、現像ローラー２６２からその領域に付着するトナー量が多い。すなわちトナー濃度が高い。したがって、この露光量−表面電位特性曲線に基づき、露光部２５は変調条件として階調値と照射光量との間の対応関係を定める。

具体的には、露光部２５はまずこの対応関係の基準を、摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度が主走査方向において一様であるという前提の下で設定する。この前提によればたとえば、ＰＣドラム２２の回転数が９０万回に達した時点では、感光体の膜厚がシートのみとの接触領域での値１５μｍに揃っているので、帯電プロセスの後は感光体の表面電位は一様に初期値＝−５００Ｖである。この前提の下で露光部２５は基準の対応関係を、図７の（ａ）の示す膜厚１５μｍの感光体の露光量−表面電位特性曲線に基づいて設定する。この基準によれば、たとえば、特定の階調値に表面電位の目標値ＶＴ１が対応する場合、第１露光量ＥＩ１が選択される。第１露光量ＥＩ１を受ける感光体の膜厚が１５μｍに等しければ、その特定の階調値に正しく対応するトナー濃度が実現する。しかし、実際には図５の（ｂ）が示す膜厚分布のとおり、シートとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−３３０ｍｍ）のうち、ピックアップローラー１２Ｐ等との接触領域ではシートのみとの接触領域よりも膜厚が大きい。図７の（ａ）の示す露光量−表面電位特性曲線によれば、膜厚＞１５μｍの感光体では表面電位の初期値Ｖ０が−５００Ｖよりも接地電位に近く（Ｖ０＞−５００Ｖ）、膜厚＝１５μｍの感光体よりも一定の露光量に対する表面電位が接地電位に近い。したがって、ピックアップローラー１２Ｐ等との接触領域が第１露光量ＥＩ１を受けた場合、その表面電位は目標値ＶＴ１よりも低い値ＶＴ２を示す。仮にこれらの領域への照射光量が基準値のままであれば、トナー濃度は特定の階調値に対応するトナー濃度よりも高くずれる。

このようなトナー濃度のむらを防ぐ目的で、露光部２５は次に、感光体の膜厚の推測値分布から各接触領域における膜厚を検索し、シートのみとの接触領域における膜厚と検索した膜厚との間の差に応じて各接触領域への照射光量を基準値から変更する。たとえば露光部２５は予め、図７の（ａ）のグラフが示すような露光量−表面電位特性曲線、またはその曲線から定まる階調値と照射光量との間の対応関係を様々な膜厚について記憶しておく。推測部２０１が各接触領域における膜厚を推測したことに応じて、露光部２５はその推測値に対応する特性曲線または対応関係を検索して照射光量の選択に利用する。たとえば、膜厚＞１５μｍの接触領域に対しては、図７の（ａ）の示す表面電位の初期値＝−５００Ｖの露光量−表面電位特性曲線が初期値Ｖ０＞−５００Ｖの特性曲線に変更される。特定の階調値に表面電位の目標値ＶＴ１が対応する場合、基準の特性曲線では第１露光量ＥＩ１が対応するのに対し、変更後の特性曲線では第２露光量ＥＩ２が対応し、この量は第１露光量ＥＩ１よりも少ない。すなわち、膜厚の増加に伴う表面電位の目標値からの降下、ＶＴ１→ＶＴ２が、特性曲線の変更に伴う第１露光量ＥＩ１から第２露光量ＥＩ２への減少で相殺される。

＜変調条件が面積階調における網点の面積、形状を規定する場合＞
図７の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、面積階調における網点の例を示す模式図である。矩形は感光体表面のうち１ｍｍ×１ｍｍの単位領域を示す。図７の（ｂ）、（ｃ）では、単位領域あたり１０×１０個ずつ等円形の網点が等間隔の格子状に配列される。図７の（ｂ）は（ｃ）よりも各網点の半径が大きいので単位領域に占める網点の面積の割合が高い。図７の（ｄ）、（ｅ）では、単位領域あたり１０×２本ずつ、対角方向に平行な等幅の直線状の網点が等間隔に配列される。図７の（ｄ）は（ｅ）よりも各網点の幅が大きいので単位領域に占める網点の面積の割合が高い。

露光部２５は感光体表面への照射光量を一定に保つ一方、照射光の結像点が感光体表面に、図７の（ｂ）、（ｃ）の示す円の格子列、または図７の（ｄ）、（ｅ）の示す斜線列を描くように、光源２５１を明滅させる。露光部２５は特に、たとえば階調値が高いほど網点の半径または幅を増大させる。網点の面積または形状の変化に伴い、感光体表面に占める露光領域の面積の割合が変化するので、その表面に占めるトナーの付着面積の割合、すなわちトナー濃度が変化する。このように、露光部２５は網点の面積または形状の変化で階調を表現する。

図７の（ｆ）は、膜厚＝１５μｍの感光体と膜厚＞１５μｍの感光体とにおける露光面積とトナー濃度との間の対応関係を示すグラフである。このグラフによれば、露光面積が大きいほどトナー濃度は高い。したがって、この対応関係に基づき、露光部２５は変調条件として階調値と露光面積との間の対応関係を定める。
具体的には、露光部２５はまずこの対応関係の基準を、摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度が主走査方向において一様であるという前提の下で設定する。この前提によればたとえば、ＰＣドラム２２の回転数が９０万回に達した時点では、感光体の膜厚がシートのみとの接触領域での値１５μｍに揃っているので、帯電プロセスの後は感光体の表面電位は一様に初期値＝−５００Ｖである。この前提の下で露光部２５は基準の対応関係を、図７の（ｆ）の示す膜厚１５μｍの感光体における露光面積とトナー濃度との間の対応関係に基づいて設定する。この基準によれば、たとえば、特定の階調値にトナー濃度の目標値ＴＣ１が対応する場合、第１露光面積ＥＡ１が選択される。この値に露光面積が等しい領域の膜厚が１５μｍに等しければ、その特定の階調値に正しく対応するトナー濃度が実現する。しかし、実際には図５の（ｂ）が示す膜厚分布のとおり、シートとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−３３０ｍｍ）のうち、ピックアップローラー１２Ｐ等との接触領域ではシートのみとの接触領域よりも膜厚が大きい。膜厚＞１５μｍの感光体では膜厚＝１５μｍの感光体よりも一定の露光量に対する表面電位が接地電位に近い。したがって、ピックアップローラー１２Ｐ等との接触領域では各網点の表面電位が目標値よりも低い値を示す。仮にこれらの領域においても網点の面積、形状が基準値のままであれば、網点あたりのトナー量が増大するので、トナー濃度は特定の階調値に対応する目標値ＴＣ１よりも高い値ＴＣ２へずれる。

このようなトナー濃度のむらを防ぐ目的で、露光部２５は次に、感光体の膜厚の推測値分布から各接触領域における膜厚を検索し、シートのみとの接触領域における膜厚と検索した膜厚との間の差に応じて各接触領域における網点の面積または形状を基準値から変更する。たとえば露光部２５は予め、図７の（ｆ）のグラフが示すような露光面積、すなわち網点の面積または形状と、トナー濃度または階調との間の対応関係を様々な膜厚について記憶しておく。推測部２０１が各接触領域における膜厚を推測したことに応じて、露光部２５はその推測値の膜厚における対応関係を検索して光源の明滅タイミングの設定に利用する。たとえば、膜厚＞１５μｍの接触領域に対しては、図７の（ｆ）の示す膜厚＝１５μｍ用の網点が膜厚＞１５μｍ用の網点に変更される。特定の階調値にトナー濃度の目標値ＴＣ１が対応する場合、基準の網点では第１露光面積ＥＡ１が対応するのに対し、変更後の網点では第２露光面積ＥＡ２が対応し、これは第１露光面積ＥＡ１よりも小さい。すなわち、膜厚の増加に伴うトナー濃度の目標値からの上昇、ＴＣ１→ＴＣ２が、網点の変更に伴う第１露光面積ＥＡ１から第２露光面積ＥＡ２への減少で相殺される。

＜変調条件の変更の効果＞
図８の（ａ）は、図５の（ｂ）の示す膜厚分布に基づいて変更された後の変調条件と主走査座標との間の関係を示すグラフである。縦軸は、基準の変調条件、すなわち感光体の膜厚が均一であるという前提の下での変調条件に対する相対値を表す。このグラフは、一定の階調値（たとえば、トナーの反射濃度＝０．４に相当）で変調された照射光量または照射面積が主走査座標に応じて変化することを示す。特にこの変化が示す凹凸は、図５の（ｂ）の示す膜厚分布、および図５の（ｃ）の示す表面電位分布に対して相補的である。ただし、露光部２５は主走査座標に対する変調条件の変化率に許容上限を設け、接触領域間の境界、たとえば主走査座標＝３０ｍｍ、５０ｍｍ等では、その境界を含む所定範囲ＣＬＲ内で変調条件を一方の接触領域に対するものから他方に対するものへ徐々に変化させる。この範囲は、搬送経路内でのシートの主走査方向における位置決め精度、またはピックアップローラー１２Ｐ等の主走査方向におけるクリアランスから決められる。

図８の（ｂ）は、図５の（ｂ）の示す膜厚分布を持つ感光体表面に、一定の階調値（たとえば、トナーの反射濃度＝０．４に相当）で変調した光を照射して得られたトナー像の反射濃度分布を示すグラフである。一点鎖線は、基準の変調条件を使用した場合に得られる反射濃度分布である。基準の変調条件のままでは変調後の照射光量または照射面積が主走査方向において均一であるので、この反射濃度分布には目標値０．４からのばらつきが現れる。このばらつきは、図５の（ｂ）の示す膜厚分布のばらつきに起因する、図５の（ｃ）の示す露光前の表面電位分布のばらつきを反映している。実線は、変更後の変調条件を使用した場合に得られる反射濃度分布である。接触領域間の境界近傍では、主走査座標に対する変調条件の変化率に上限を設けたことに起因する乱れが多少見られる。しかし、全体的には反射濃度が目標値０．４に均一化されている。

このように、推測部２０１が推測した感光体の摩耗量に基づいて露光部２５が変調条件を感光体表面の接触領域ごとに変更することにより、感光体の膜厚の主走査方向におけるばらつきにかかわらず、各階調値に対応すべき表面電位の目標値が主走査方向において均一に保たれる。
［変調条件の変更処理の流れ］
図９は、推測部２０１と露光部２５とによる変調条件の変更処理のフローチャートである。この処理は、主制御部６０がプリンター１００にジョブ処理の開始を指示したときに開始される。

ステップＳ１０１では、推測部２０１が主制御部６０にアクセスしてプリンター１００の使用履歴、具体的には、プリンター１００によるシートの処理枚数と、ＰＣドラム２２とピックアップローラー１２Ｐ等の搬送ローラーとの使用時間または回転距離とを監視する。その後、処理はステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で得られた履歴と摩耗速度表とに基づいて推測部２０１は、感光体表面またはシート表面の各接触領域に接触する対象別に、その対象に起因する感光体の摩耗量を推測する。その後、処理はステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、推測部２０１は、２種類以上の接触領域が重なる範囲における摩耗量の推測値を、それらの接触領域における摩耗量の推測値の和に設定する。ただし、同じ給紙カセット１１に設置されたピックアップローラー１２Ｐと捌きローラー１２Ｒとについては、各ローラー１２Ｐ、１２Ｒによる摩耗量の平均値が両ローラーによる摩耗量として換算される。その後、処理はステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２、Ｓ１０３で得られた感光体の膜厚の推測値分布に応じて露光部２５は、感光体表面の接触領域ごとに照射光に対する変調条件、すなわち、画像データの示す各階調値に対応させるべき照射光量、または面積階調における網点の面積もしくは形状を変更する。具体的には、露光部２５はまず、摩耗に起因する感光体の膜厚の減少速度が主走査方向において一様であるという前提の下で基準の変調条件を設定する。露光部２５は次に、感光体の膜厚の推測値分布から各接触領域における膜厚を検索し、シートのみとの接触領域における膜厚と検索した膜厚との間の差に応じて各接触領域への照射光量、または各接触領域における網点の面積、形状を基準値から変更する。その後、処理はステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では、推測部２０１が主制御部６０にアクセスし、プリンター１００がジョブを処理し終えたか否かを確認する。ジョブを処理し終えていれば変更処理は終了し、処理し終えていなければ変更処理はステップＳ１０１から繰り返される。
［実施形態の利点］
本発明の上記の実施形態によるプリンター１００では、露光部２５がまず、感光体表面を主走査方向において複数の接触領域に分割する。接触領域間の境界は、搬送経路を通過中のシートの主走査方向の縁が位置する主走査方向の座標、またはピックアップローラー１２Ｐ等の搬送ローラーに接触するシートの部分が位置する主走査方向の座標に設定される。露光部２５は次に、接触領域ごとに感光体への照射光に対する変調条件を変更する。接触領域間では、転写時に接触したシートの枚数が異なり、または転写時に接触したシート表面の物理的な状態がピックアップローラー１２Ｐ等との接触の有無に応じて異なる。これらの違いに伴い、接触領域間には感光体の摩耗量に差が現れる。この差に起因するトナー濃度のむらを露光部２５は変調条件の変更で相殺する。その結果、感光体の膜厚の主走査方向におけるばらつきにかかわらず、階調値と露光後の表面電位との間の対応関係が主走査方向において均一に保たれる。こうして、プリンター１００は、接触帯電方式の採用にかかわらず、トナー濃度にむらを生じさせることなく、保護膜によらない感光体の長寿命化を実現することができる。

［変形例］
（A）図１の示す画像形成装置１００は直接転写方式のモノクロレーザープリンターである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、カラーレーザープリンター、ファクシミリ、コピー機、または複合機（ＭＦＰ）であってもよい。たとえば直接転写方式のカラーレーザープリンターでは、図１の（ｂ）の示すＰＣドラム２２の周囲に現像部２６と同様な構造の現像部が４つ連続して配置される。これらの現像部は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のトナー像を１色ずつ、感光体表面の同じ部分に重ねて顕在化させる。これら４つの現像部の全体をモノクロレーザープリンター１００の現像部２６とみなせば、発明を上記の実施形態と同様に適用することが可能である。

発明は中間体転写方式のカラーレーザープリンターにも適用可能である。中間体転写方式では、トナー像が感光体からベルト等の中間転写体を経由してシートへ転写される。シートのサイズが異なれば、中間転写体がシートから押圧力を受ける範囲が異なる。また、シート表面ではピックアップローラー１２Ｐ等との接触の有無によって中間転写体からのトナーの移動度が異なる。したがって、中間転写体の表面の物理的な状態にも主走査方向におけるばらつきが現れると考えられ、このばらつきが感光体から中間転写体へのトナーの移動度にもばらつきを与えるはずである。このばらつきは感光体表面の耐摩耗性に主走査方向におけるばらつきを生じさせ、感光体の使用が長期にわたれば、その膜厚に主走査方向における顕著なばらつきが現れる危険性がある。この危険性は上記の実施形態と同様に、露光部に感光体表面の接触領域ごとに変調条件を変更させれば回避可能である。

（B）図２の（ａ）の示す露光部２５は感光体の光走査にポリゴンミラー２５２とｆθレンズ２５３とを利用する。その他に、露光部はＬＥＤアレイを利用してもよい。ＬＥＤアレイは、一方向に並ぶ複数のＬＥＤの列を１以上含み、ＰＣドラム２２の外周面から所定の間隔を置いて、その軸方向（主走査方向）に伸びている。ＬＥＤアレイは感光体表面のうち主走査方向に伸びる直線状の領域（１ライン）に対して同時に光を照射する。

（C）推測部２０１は、プリンター１００の使用履歴から推測した感光体の膜厚分布をそのまま露光部２５に提供する。一方、給送部１０が、経路を搬送中のシートの表面から紙粉を除去する除去部と、その除去部が除去した紙粉の量を測定する紙粉量測定部とを含む場合、推測部２０１は感光体の摩耗量の推測値を、紙粉量測定部が測定した紙粉量に応じて補正してもよい。具体的にはたとえば、推測部２０１は、給紙部１０が経路に送り出したシートの枚数に対する紙粉量の測定値の比を計算し、その比と標準値との間の差に応じて、摩耗速度表の示す摩耗速度の値を補正する。この場合、標準値と摩耗速度表の示す摩耗速度とはそれぞれ、たとえばシートの紙種が普通紙であるときにおける１枚あたりの紙粉量と感光体表面の摩耗速度とに設定される。シートが生み出す紙粉量は実際にはその紙種によって異なり、紙粉量の違いは感光体からシートへのトナーの移動度の違いにも反映されるはずである。その違いに起因する摩耗速度の実際の値と表の示す値との間の差が上記の補正により狭められるので、感光体の摩耗量の推測精度が向上する。

紙種間での摩耗速度への影響の違いに対する補正方法としてはその他に、推測部２０１は、摩耗速度表を紙種別に記憶しておき、ジョブ要求の入力時にユーザーが設定する紙種に関する情報を主制御部６０から取得し、その情報の示す紙種に対応する摩耗速度表を選択してもよい。
（D）プリンター１００には、感光体の表面に付着したトナーの濃度を光学的に測定するセンサー（以下、「濃度センサー」と呼ぶ。）を備えている機種がある。濃度センサーは画像安定化処理の中でパッチの反射濃度の測定に利用される。濃度センサーを利用して、主走査方向において実際に現れるトナー濃度のむらを測定する濃度測定部を、プリンター１００が更に備えていてもよい。濃度測定部は、一定の階調値に従って感光体表面に形成されたトナー像について、主走査方向におけるトナー濃度の変化幅を測定する。たとえば濃度センサーが、感光体表面のうち、ピックアップローラー１２Ｐとの接触領域（主走査座標１７０ｍｍ−１９０ｍｍ）と、すべてのサイズのシートのみとの接触領域（主走査座標５０ｍｍ−１１０ｍｍ、１５０ｍｍ−１７０ｍｍ、１９０ｍｍ−２１０ｍｍ、２５０ｍｍ−３１０ｍｍ）とのそれぞれに付着したトナーの反射濃度を測定する。これらの測定値間の差をトナー濃度の変化幅として濃度測定部は算定する。この変化幅の測定値に応じて露光部２５は変調条件を修正する。図５の（ｃ）、図８の（ａ）から理解されるように、シートとの接触領域（主走査座標３０ｍｍ−３３０ｍｍ）の中では、シートのみとの接触領域とピックアップローラー１２Ｐとの接触領域との間でトナー濃度の差が最も大きい。したがって、変更後の変調条件から期待される濃度差に対する、実際に測定された濃度差のずれから、露光部２５は変調条件を更に修正可能である。これにより、一定の階調値に対するトナー濃度を更に均一化することができる。

（E）露光部２５は、変調条件の変更処理を行うべき画像データを、トナー濃度のむらが目立つ画像を表すものに制限してもよい。具体的には、画像データの示す階調値の偏差を算定する算定部をプリンター１００が更に備え、この偏差が閾値未満である画像データによって光を変調する場合に露光部２５が変調条件の変更処理を行ってもよい。一般に、階調の均一性が高い画像ほど濃度むらが目立つ。階調の均一性は階調値の偏差で評価できるので、算定部の算定結果から変調条件の変更の必要性を判断することが可能である。この判断により、変調条件の変更処理に対する露光部２５の負担を軽減することができる。

本発明は、電子写真式の画像形成装置に関し、上記のとおり、その露光部に感光体表面への照射光に対する変調条件を、その表面が転写時に直接的または間接的に接触するシート表面の主走査方向における座標に応じて変更させる。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。

１００ プリンター
１０ 給送部
１１ 給紙カセット
１２Ｐ ピックアップローラー
１２Ｆ 給紙ローラー
１２Ｒ 捌きローラー
２１ タイミングローラー
２０ 作像部
２０Ｄ 駆動部
２２ 感光体ドラム
２３ 転写ローラー
２４ 帯電ローラー
２５ 露光部
２６ 現像部
２６１ オーガスクリュー
２６２ 現像ローラー
２７ クリーニングブレード
２８ イレーサー
３０ 定着部
４０ 排紙部
２０１ 推測部
２０３ 転写部
２０４ 帯電部
２０７ 除電部

Claims (13)

1. シートを可動部材で所定の経路に沿って搬送する搬送部と、
   感光体と、
   前記感光体の表面部分に接触して当該表面部分を帯電させる帯電部と、
   前記感光体の帯電した表面部分を画像データによって変調した光で走査して、当該表面部分に静電潜像を形成する露光部と、
   前記静電潜像をトナーで現像する現像部と、
   前記感光体から前記経路を通過中のシートへトナー像を転写する転写部と、
   を備え、
   前記露光部は、前記感光体の表面のうち光で走査すべき範囲を主走査方向において、前記経路を通過中のシートの主走査方向の縁が位置する主走査方向の座標、または、前記搬送部の可動部材に接触する当該シートの部分が位置する主走査方向の座標を境に複数の領域に分割し、領域ごとに照射すべき光に対する変調条件を変更する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送部の可動部材には、ピックアップローラー、捌きローラー、またはタイミングローラーが含まれ、
   前記露光部が設定する前記複数の領域間の境界が位置する主走査方向の座標には、当該可動部材に接触するシートの領域の主走査方向における端が位置する主走査方向の座標が含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記露光部は前記変調条件として、画像データの示す各階調値に対応させるべき照射光量、または面積階調における網点の面積もしくは形状を規定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の領域ごとに前記感光体の摩耗量を推測する推測部
   を更に備え、
   前記露光部は前記感光体の各領域における摩耗量に応じて前記変調条件を変更する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記推測部は、
   前記複数の領域間の境界が位置する主走査方向の座標と前記感光体の各領域における摩耗速度との間の対応関係を示す表または数式と、
   前記画像形成装置が前記感光体を利用して処理したシートの枚数、前記感光体の使用時間、または、前記感光体が回転体である場合には前記感光体の回転距離とを
   前記感光体の各領域における摩耗量の推測に利用する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記推測部は前記感光体の各領域における摩耗量を、前記画像形成装置が前記感光体を利用して処理したシートの主走査方向におけるサイズ別に推測することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送部は、
   前記経路を搬送中のシートの表面から紙粉を除去する除去部と、
   前記除去部が除去した紙粉の量を測定する紙粉量測定部と、
   を含み、
   前記推測部は前記感光体の各領域における摩耗量の推測値を、前記紙粉量測定部が測定した紙粉量に応じて補正する
   ことを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記推測部は前記感光体の各領域における摩耗量の推測値を、前記画像形成装置が前記感光体を利用して処理したシートの紙種に応じて補正する
   ことを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記推測部は、前記搬送部の可動部材の劣化度に応じて前記感光体の各領域における摩耗量の推測値を補正することを特徴とする請求項４から請求項８までのいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記露光部は、主走査方向の座標に対する前記変調条件の変化率の大きさに対して許容上限を設定することを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記感光体の表面に付着したトナーの濃度を光学的に測定するセンサーと、
    前記センサーを利用して、一定の階調値に対して前記感光体の表面に形成されたトナー像について主走査方向におけるトナー濃度の変化幅を測定する濃度測定部と、
    を更に備え、
    前記露光部は、前記濃度測定部が測定したトナー濃度の変化幅に応じて前記変調条件を修正する
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の画像形成装置。
12. 画像データの示す階調値の偏差を算定する算定部
    を更に備え、
    前記露光部は、前記算定部が算定した偏差が閾値未満である画像データによって光を変調する場合に前記変調条件の変更処理を行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記転写部が直接転写方式であることを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の画像形成装置。

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